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Il sistema è costituito da un banco ottico FT-IR dotato di un sistema completo di Transfer line, cella a gas e sistema di integrazione del modulo di campionamento del gas. Lo strumento ha le seguenti caratteristiche.
Il sistema ottico è costituito da: un'unità ottica sigillata e sezionata; un interferometro rotante altamente stabile e autocompensante per i cambiamenti dinamici dell'allineamento; un'ottica di allineamento dello zero con alta riflettività e design fuori asse a basso angolo; una sorgente di lunga durata con stabilizzazione hot-spot e facile sostituzione da parte dell'utente. Il modulo è disponibile con un dispositivo MCT (mercury tallium tellururo) raffreddato ad azoto liquido per migliorare la sensibilità; il divisore di fascio è rivestito in KBr/Gold e il materiale delle finestre ottiche è resistente ad ambienti ad alta umidità.
Il sistema include un software contenente materiali di riferimento, riconducibili a uno standard NIST per la precisione del numero d'onda e un filtro per la ripetibilità delle ordinate.
La gamma di lunghezze d'onda è 500 – 4000 cm-1, la risoluzione spettrale è migliore di 0,5 cm-1.
Per l'analisi dei gas lo strumento è dotato di una cella a gas IR a lungo percorso, riscaldata a 24 Volt, dotata di finestre resistenti all'umidità elevata e termoregolata digitalmente (fino a 200°C). Il percorso ottico della luce e il volume interno ( rispettivamente 2 metri e 100 ml) consentono di misurare l'ordine di ppm o concentrazioni inferiori ide campione di gas . Per prestazioni ottimali gli specchi sono rivestiti in oro per ottenere un'elevata resistività e riflettività. È presente anche una linea di trasferimento allo strumento. In questo modo il campione passa attraverso una linea riscaldata con rivestimento in acciaio inossidabile facilmente sostituibile, nella cella a gas riscaldata per mantenere una temperatura costante. Le valvole di ingresso e uscita e i sensori per la misurazione della pressione nell'intervallo 0 - 3 bar, sono necessari per controllare e mantenere costante la pressione del gas, mentre scorre attraverso la cella. Per avere una migliore separazione dei gas prodotti, spettri chiari e dati risolti nel tempo, è necessario un flusso equilibrato. Ciò avviene mediante l'utilizzo di regolatori di portata per l'aspirazione, la filtrazione e la stabilizzazione termica dei gas sviluppati.
La linea di trasferimento e lo strumento possono funzionare in configurazioni continue e in ambienti acidi e corrosivi e includono cavo trigger, controller digitale e connettori.
Lo strumento fornisce risultati accurati e affidabili e ha un design a bassa manutenzione; può monitorare reazioni e cambiamenti molto veloci con la stessa rapidità di qualsiasi scansione al secondo e la sensibilità è di una parte per milione per la maggior parte dei composti analizzati.
Tutte le funzioni necessarie per le analisi FT-IR come il controllo dello strumento, la raccolta e l'elaborazione dei dati e le utilità di reportistica sono inserite in una piattaforma software.

Fonte di Finanziamento: 
Media o grande attrezzatura acquisita/cofinanziata con fondi di Ateneo
anno del bando: 
2020
anno di collaudo: 
2021
Nome e acronimo del laboratorio o locale che ospita l'attrezzatura: 
Laboratorio 409
Edificio: 
RM038 - S. Pietro in Vincoli - Edificio H
Servizi offerti: 
L'analisi può essere eseguita su campioni solidi, liquidi e gassosi. I solidi ei liquidi possono essere analizzati come tali o dopo miscelazione con una matrice trasparente alla radiazione IR, come il bromuro di potassio (KBr). L'analisi può essere eseguita utilizzando i diversi accessori degli strumenti come segue: analisi gas tramite cella a gas; o analisi in Trasmissione, Riflessione Totale Attenuata (ATR) e Riflessione Diffusa (DRIFT . - L'analisi qualitativa e quantitativa del complesso di miscele di gas include la misurazione simultanea di HCl, HF, CO, CO2, SO2, NO, NO2, CH4, NH3, N2O ... - La Trasmissione è la tecnica adatta per l'analisi di film polimerici: in questo caso il campione solido deve essere un film. - La Riflessione Totale Attenuata (ATR) è la tecnica più utilizzata per l'acquisizione di spettri IR in quanto è veloce e non richiede alcuna preparazione del campione, migliora la riproducibilità spettrale. Il campione, liquido o solido, viene posto direttamente sulla superficie del cristallo ATR. In ATR è possibile lavorare su campioni solidi o liquidi in piccole quantità. - La tecnica DRIFT permette di ottenere dati quantitativi e qualitativi eccellenti. Con questa tecnica si possono analizzare campioni sia organici che inorganici che possono essere ridotti a polveri fini (inferiori a 10μm), come polveri morbide e miscele di polveri, compresse (settore farmaceutico) e polimeri. Attraverso la tecnica DRIFT è inoltre possibile ottenere campioni non per macinazione con KBr ma per abrasione con carte al carburo di silicio. In questo modo è possibile rimuovere, mediante abrasione meccanica, una piccola quantità di campione da grandi superfici che altrimenti non verrebbero analizzate. Gli studi principali possono essere condotti su vernici, compresse e materiali polimerici rigidi. Alcuni esempi di applicazioni sono riportati di seguito ma non limitati ad essi: Incendi Analisi dei gas tossici nella combustione dei materiali da costruzione (es. legno, plastica) Energia rinnovabile Analisi dei gas generati da nuovi sviluppi di energia rinnovabile, come la pirolisi dei trucioli di legno o la digestione anaerobica di rifiuti o letame. Agroalimentare Analisi composizionale e proprietà strutturali di biomolecole; stabilità conformazionale delle proteine ​​(unfolding/folding). Cinetica di reazione Monitoraggio di reazioni organiche (es. polimerizzazione) e acquisizione di informazioni sulla cinetica
Contatti: 
cognomenomee-mail
Russo
Paola
Numero di utenti per anno: 
10
Elenco Imprese utenti: 
Elenco altri utenti: 
Ricavi - trasferimenti interni: 
Anno: 
2021
fatture emesse: 
data
09/03/2021
spese manutenzione: 
anno
2021
Description of research activity: 
L'uso crescente di batterie agli ioni di litio (LIB) ha mostrato i limiti di sicurezza di questi dispositivi, soprattutto se sottoposti ad abuso elettrico, meccanico o termico. L'abuso termico è causato dall'esposizione della cella a temperature superiori o inferiori alle temperature di esercizio indicate dalla finestra di sicurezza (ovvero, temperatura specifica e intervallo di tensione). Questo abuso porta al degrado dei componenti interni della cella con conseguente rilascio di gas e vapori per sfiato, e alla generazione di calore che, quando non scambiato in modo efficiente, innesca il runaway termico (TR) con conseguente incendio o esplosione. Per caratterizzare le diverse fasi vengono condotti test di abuso termico su celle NCA 18650. Le prove di abuso sono state eseguite in un reattore tubolare di acciaio inossidabile, in gas inerte, riscaldato fino a 240°C a velocità di riscaldamento costante. L'analisi del gas emesso è stata condotta attraverso uno spettroscopio a infrarossi a trasformata di Fourier (FT-IR Spectrum 3, Perkin Elmer). Il confronto tra i risultati ottenuti alle tre velocità di riscaldamento ha mostrato differenze in termini di temperatura, tempo e quantità di gas emessi. I gas prodotti sono stati caratterizzati e sono essenzialmente composti da acido fluoridrico (HF), monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO2), metano (CH4) e i solventi elettrolitici dimetilcarbonato (DMC), etilene carbonato (EC) e dietilcarbonato (DIC).
Description of educational/training activity: 
L'attrezzatura è utilizzata dagli studenti delle Lauree Triennali e Magistrali in Ingegneria Chimica per la redazione della propria relazione/tesi finale. In particolare viene utilizzato per la caratterizzazione di materiali (es. pectine) estratti da scarti agroalimentari e scarti dell'industria agroalimentare. Viene inoltre utilizzato per la caratterizzazione dei succhi di frutta durante il processo di separazione tramite membrana (pervaporazione) per la valorizzazione degli estratti. È stato utilizzato anche per la caratterizzazione di biofilm commerciali e non commerciali per il confezionamento di prodotti alimentari e per prolungarne la durata. E' prevista anche un'attività sperimentale per il laboratorio del corso di Chimica Organica Industriale.
Responsabile dell'Attrezzatura: 
paola.russo@uniroma1.it
Settore ERC: 
PE8_2
Ambiti tecnologici trasversali - Key Enabling Technologies: 
Sustainable technologies & development
Keyword iris: 
FT-IR
Stato dell'attrezzatura: 
In funzione

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